| 研究課題/領域番号 |
21K19938
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
安浦 雅人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20760408)
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| 研究分担者 |
芦葉 裕樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90712216)
平間 宏忠 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40748779)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | エマルション / デジタルアッセイ / 光センシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、数mLのサンプルから高速生成したpL(ピコリットル)サイズの油中液滴群（エマルション）を短時間で測定する大量液滴処理系を開発する。微小孔を持つ膜を通して液滴生成を行う膜乳化法を応用し、数十秒での液滴生成完了を実現する。また、生成した液滴群を短時間で開発するにはハイスループットの光学計測系が必要になるため、2次元的な照明を導入した光学観察系を開発し、数分での観測・解析を実現する。本大量液滴処理系を薬剤耐性菌迅速診断技術に繋げるべく、菌の死活判定が可能な試薬からエマルション系と相性の良いものを探索する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、薬剤耐性菌感染症の迅速診断技術の重要な要素技術となる、油中液滴の高速生成系及び測定系の構築を実施した。5～50μmφの油中液滴を1分以内に総体積1mL以上得る生成系と、油中液滴の油相と水相の屈折率を調整して透明化した液滴を、セルに充填し、シート光照射による2次元測定を断層状に繰り返すことで擬3次元計測を可能とする測定系を開発し、両者を用いて、作成した厚さ10mmの模擬サンプルに含まれる蛍光色素入り液滴を5分で検出・識別することに成功した。これにより、10の9～10乗個の液滴を1分以内に測定するという、既存の油中液滴測定系よりも3桁程度高い処理能力を実現しうる計測系の基盤を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、薬剤耐性菌感染症の迅速診断のための要素技術開発として、油中液滴の高速生成系及び測定系の構築を実施した。開発した液滴高速生成系と擬3次元計測を可能とする測定系は、近年研究が盛んになっているリキッドバイオプシーや、コロナ禍で注目が集まったウイルス検出などにも応用可能な基礎技術であり、薬剤耐性菌感染症診断以外への展開も期待できる。特に、液滴PCR系への応用は、本研究内で行ったPCR法を応用した活性判定技術開発と組み合わせることで、活性のあるウイルスのみを測定する感染リスクの高感度評価に展開しうるため、防疫技術の更なる発展への貢献が期待できる。
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